Redaman yang diinduksi-hidrogen adalah peningkatan kehilangan optik yang dapat terjadi ketika molekul hidrogen mencapai serat optik silika dan menghasilkan penyerapan sementara atau bereaksi dengan titik cacat pada kaca. Hal ini merupakan-pertimbangan keandalan jangka panjang di beberapa lingkungan kabel, namun hal ini tidak boleh dianggap sebagai mode kegagalan universal untuk jaringan fiber luar ruang. Desain serat modern dan konstruksi kabel yang sesuai telah secara signifikan mengurangi risiko dalam aplikasi terestrial normal.
Oleh karena itu, pertanyaan teknisnya bukan sekadar apakah kabel mengandung bahan penghalang gel, logam, atau{0}}air. Masalahnya adalah apakah sistem kabel yang lengkap dapat menghasilkan atau menerima cukup hidrogen, dalam jangka waktu yang cukup lama, untuk mempengaruhi serat yang dipasang. Penilaian tersebut harus mempertimbangkan kategori serat, komponen kabel, paparan kelembapan, elemen logam, sumber hidrogen eksternal, penyegelan, dan lingkungan layanan yang diharapkan.
Apa itu Redaman yang Diinduksi Hidrogen-?
Molekul hidrogen cukup kecil untuk berdifusi melalui banyak material kabel dan akhirnya memasuki kaca silika. Setelah hidrogen mencapai serat, ada dua efek luas yang perlu dibedakan. Hidrogen molekuler dapat menghasilkan fitur penyerapan saat hidrogen ada di dalam kaca, dan sebagian dari kontribusi ini dapat berkurang jika paparan dihilangkan. Hidrogen juga dapat bereaksi dengan lokasi cacat yang rentan pada silika dan menciptakan penyerapan terkait OH-, yang dapat menghasilkan perubahan atenuasi yang lebih persisten.
Perbedaan ini penting karena "kehilangan hidrogen" tidak secara otomatis identik dengan kegagalan kabel permanen. Tingkat keparahan dan reversibilitasnya bergantung pada desain serat, konsentrasi hidrogen, suhu, waktu pemaparan, dan mekanisme kimia yang terlibat.
Dari Mana Hidrogen dalam Kabel Optik Berasal?
Hidrogen di dalam kabel dapat berasal dari lebih dari satu jalur. Mekanisme yang paling relevan terkait dengan material kabel, kelembapan dan komponen logam, atau lingkungan eksternal yang kaya hidrogen-.
Elemen kelembaban dan logam
Pada konstruksi kabel yang mengandung pelindung logam, anggota kekuatan, pita, atau komponen logam lainnya, kelembapan dapat menciptakan kondisi korosi atau reaksi galvanik yang menghasilkan hidrogen. Panduan ITU saat ini untuk kabel optik terestrial secara khusus mencatat bahwa hidrogen dapat dihasilkan dengan adanya uap air dan unsur logam. Untuk alasan ini, sistem korosi, penghalang air, integritas selubung, dan interaksi antara material yang berbeda harus dievaluasi bersama-sama daripada hanya menganggap pelindung baja saja sebagai masalahnya.
Untuk rute yang terkubur, pemilihan kabel harus mencerminkan kondisi tanah dan perlindungan mekanis yang diperlukan. Alangsung-mengubur kabel serat optikmungkin secara sah memerlukan perlindungan logam di satu proyek dan-struktur non-logam di proyek lain. Pilihan yang tepat bergantung pada persyaratan himpitan, hewan pengerat, petir, grounding, korosi, dan lingkungan.
Sambungan kabel dan bahan polimer
Beberapa komponen kabel dapat melepaskan sejumlah kecil hidrogen pada kondisi penuaan, suhu, atau kimia tertentu. Namun, tidaklah akurat untuk berasumsi bahwa setiap gel pengisi tradisional merupakan sumber hidrogen yang utama. Formulasinya berbeda-beda, dan beberapa sistem pengisian kabel juga mengandung bahan pembersih-hidrogen. Kualifikasi bahan harus didasarkan pada data pemasok dan uji penuaan yang sesuai, bukan berdasarkan aturan sederhana "gel versus kering".
Untuk pandangan yang lebih luas mengenai fungsi dan pemilihan jaket, pita perekat, kompon pengisi, komponen kekuatan, dan komponen lainnya, lihatpanduan material kabel fiber optik.
Masuknya hidrogen dan uap air dari luar
Kabel juga dapat terkena hidrogen yang dihasilkan di luar kabel, khususnya di lingkungan industri khusus, lubang bawah, bersuhu{0}}tinggi, bertekanan, atau bahan kimia yang agresif. Penutupan atau penyegelan selubung yang buruk bukanlah sumber hidrogen langsung, namun masuknya uap air dapat mempercepat korosi dan interaksi material yang meningkatkan pembentukan hidrogen. Untuk sambungan dan transisi, kualitas penyegelan tetap menjadi bagian dari strategi-pengendalian hidrogen.
Mengapa 1383 nm Lebih Penting Dari 1310 nm atau 1550 nm
Kesalahan teknis yang umum terjadi adalah menggambarkan 1310 nm dan 1550 nm sebagai puncak serapan OH utama yang disebabkan oleh hidrogen. Ini adalah jendela transmisi yang penting, namun-fitur penyerapan air/OH yang paling terkenal dalam serat mode-tunggal standar adalah sekitar 1383 nm.
Saat iniRekomendasi ITU-T G.652menetapkan, untuk serat G.652.D, koefisien atenuasi maksimum sebesar 0,40 dB/km pada 1383 ± 3 nm setelah penuaan hidrogen. Rekomendasi yang sama menyatakan bahwa pengujian tipe penuaan hidrogen-untuk serat B-652.D dilakukan sesuai dengan IEC 60793-2-50. Yang terbaruIEC 60793-2-50mencakup spesifikasi produk serat mode tunggal-kelas B, termasuk kategori serat B-652.
Ini tidak berarti bahwa hidrogen tidak mempunyai pengaruh pada panjang gelombang lainnya. Hidrogen molekuler dan reaksi yang terkait dengan hidrogen-dapat menciptakan fitur spektral tambahan, dan dampak sistem pada akhirnya bergantung pada pita operasi dan anggaran tautan. Namun, untuk kualifikasi praktis serat G.652.D modern, wilayah 1383 nm adalah titik referensi utama dan tidak boleh digantikan dengan pernyataan umum tentang "puncak OH pada 1310 dan 1550 nm."
Apakah Hidrogen Merupakan Penyebab Umum Kegagalan Kabel Serat Terestrial?
Hidrogen merupakan pertimbangan desain yang penting, namun risikonya harus dinyatakan secara proporsional dengan penerapannya. Pedoman ITU baru-baru ini untuk kabel optik terestrial mencatat bahwa pembangkitan hidrogen hanya menjadi masalah dalam kasus tertentu ketika desain serat dan kabel yang sesuai digunakan. Hal ini konsisten dengan evolusi serat mode tunggal-air-puncak-modern dan material kabel yang ditingkatkan.
Implikasi praktisnya adalah tim proyek harus menghindari dua kesalahan yang berlawanan: mengabaikan hidrogen di lingkungan tempat hidrogen dapat terakumulasi, dan memperlakukannya sebagai penyebab dominan pelemahan pada setiap kabel luar ruangan yang menua. Tekuk, tekanan mekanis, selubung rusak, sambungan buruk, kontaminasi konektor, kerusakan-terkait air, dan cacat pemasangan juga dapat mengurangi margin optik.
Cara Mendiagnosis Dugaan Redaman Hidrogen-yang Diinduksi
Kehilangan-yang terkait dengan hidrogen harus didiagnosis dengan bukti, bukan hanya disimpulkan dari umur kabel saja. Investigasi yang berguna biasanya menggabungkan beberapa pengamatan:
- Bandingkan atenuasi saat ini dengan catatan pengujian-penerimaan atau penerimaan.
- Ukur redaman pada panjang gelombang pengoperasian dan, jika spesifikasi serat dan peralatan pengujian memungkinkan, periksa wilayah 1383 nm atau jejak redaman spektral yang lebih luas.
- Periksa apakah peningkatan didistribusikan sepanjang serat atau terkonsentrasi pada bagian kabel yang tersambung, tertekuk, tertutup, atau rusak.
- Bandingkan serat-serat yang berdekatan pada kabel yang sama dan, jika mungkin, serat-serat pada bagian kabel yang berdekatan.
- Periksa rute dari masuknya uap air, korosi, kerusakan selubung, banjir, suhu tidak normal, atau paparan hidrogen eksternal.
- Tinjau kategori serat dan data kualifikasi penuaan hidrogen-produsen.
OTDR berguna untuk menemukan peristiwa reflektif, kehilangan berlebih yang terlokalisasi, dan perubahan sepanjang rentang waktu, namun jejak OTDR saja tidak membuktikan bahwa hidrogen adalah penyebab utama. Lebih luaspengujian kabel serat optikprogram harus menggabungkan hasil OTDR dengan pengukuran-kerugian atau atenuasi penyisipan, spesifikasi produk, dan bukti lingkungan.
Tindakan Desain Kabel yang Ditargetkan untuk Mengurangi Risiko Hidrogen
1. Tentukan serat modern dengan kinerja penuaan-hidrogen terverifikasi
Pemilihan serat adalah lapisan kontrol pertama. Untuk jaringan mode-tunggal terestrial konvensional,G.652.D serat mode tunggal-dirancang dengan kinerja puncak-air yang rendah dan mencakup persyaratan penuaan hidrogen-sekitar 1383 nm. Spesifikasi proyek harus mengacu pada kategori serat yang berlaku dan persyaratan pengujian daripada hanya mengandalkan redaman nominal pada 1310 nm dan 1550 nm.
2. Pilih material kabel yang menghasilkan-hidrogen-rendah
Jaket, senyawa pengisi, pita perekat, pengikat, pelapis, dan komponen kabel lainnya harus dipilih sebagai suatu sistem. Tujuannya adalah meminimalkan material atau kombinasi material yang dapat menghasilkan hidrogen selama-penuaan jangka panjang.IEC TR 62690, Efek hidrogen pada kabel serat optik - Pedoman, memberikan referensi industri khusus untuk mengevaluasi efek hidrogen pada kabel serat mode tunggal-.
3. Mengontrol jalur kelembaban dan korosi
Penghalang kelembapan, konstruksi selubung yang kokoh, penutupan sambungan yang memenuhi syarat, dan desain logam yang ramah terhadap korosi dapat mengurangi kondisi yang menghasilkan hidrogen. Di lingkungan basah atau agresif, pelindung dan komponen logam lainnya harus dipilih dengan mempertimbangkan sistem korosi yang lengkap. Baja tahan karat mungkin cocok untuk beberapa desain, tetapi ini bukan jawaban universal untuk setiap proyek yang terkubur.
Untuk rute dengan kelembaban tanah yang persisten atau paparan mekanis yang berat, bandingkan yang tersediakabel serat optik bawah tanahstruktur dan menentukan apakah perlindungan logam atau-non-logam lebih sesuai dengan profil risiko proyek.
4. Gunakan bahan penyerap hidrogen-bila risikonya dapat dibenarkan
ITU-T L.126 dan panduan kabel terkait mengenali-bahan penyerap hidrogen sebagai salah satu metode untuk mengontrol konsentrasi hidrogen di dalam kabel. Pemulung hidrogen adalah bahan yang diformulasikan untuk bereaksi dengan atau menangkap hidrogen; berbeda dengan air biasa-bubuk yang mudah mengembang atau pita perekat-air, yang fungsi utamanya adalah membatasi migrasi air.
ItuMetode ITU-T L.126 untuk memperkirakan konsentrasi hidrogen dalam kabel serat optikberguna ketika desain memerlukan penilaian yang lebih formal terhadap penumpukan hidrogen-.
5. Pahami apa saja-perubahan kabel kering-dan apa yang tidak
Semua-desain kabel kering menghilangkan gel pengisi atau pengisi konvensional dari bagian struktur kabel dan menggunakan elemen pemblokiran air-kering sebagai gantinya. Hal ini dapat menyederhanakan penanganan dan menghilangkan satu sumber material potensial, namun tidak membuat kabel secara otomatis kebal terhadap hidrogen. Korosi logam, bahan polimer lainnya, hidrogen eksternal, dan kondisi penyegelan masih menjadi masalah.
Apabila konstruksi kering diinginkan untuk alasan pemasangan atau pemeliharaan, manfaat teknik harus dievaluasi bersama dengan sistem material kabel secara keseluruhan. Ikhtisar pendekatan konstruksi ini tersedia dalam artikel situs disemua-kabel serat optik ADSS kering.
Aplikasi Mana yang Paling Perlu Diperhatikan?
Pengendalian hidrogen perlu ditinjau lebih dekat ketika kabel diharapkan beroperasi di lingkungan dengan sumber hidrogen yang kredibel atau dengan kondisi yang mendorong pembentukan hidrogen. Contohnya mencakup struktur kabel logam basah, instalasi-tertentu yang terkubur dalam jangka panjang, lokasi industri dengan hidrogen eksternal, lingkungan-bersuhu tinggi, dan penerapan khusus lainnya.
Untuk jaringan tulang punggung FTTx, akses, saluran, udara, dan terestrial biasa yang menggunakan serat modern yang memenuhi syarat, hidrogen harus menjadi salah satu item dalam penilaian keandalan yang lebih luas daripada asumsi kegagalan di masa depan. Struktur kabel, pemblokiran air, desain mekanis, kualitas pemasangan, perlindungan sambungan, margin optik, dan paparan lingkungan harus ditinjau bersama-sama.
Pertanyaan Umum
Bisakah hidrogen merusak serat optik secara permanen?
Hal ini dapat menyebabkan perubahan pelemahan yang terus-menerus ketika hidrogen bereaksi dengan titik rentan di kaca, namun tidak semua mekanisme kehilangan-yang terkait dengan hidrogen bersifat permanen. Penyerapan molekul hidrogen dapat bersifat reversibel jika paparan dihilangkan. Perilaku sebenarnya bergantung pada serat dan kondisi paparan.
Berapa panjang gelombang yang paling terkait dengan penuaan hidrogen pada serat G.652.D?
Wilayah kualifikasi utama adalah 1383 ± 3 nm. ITU-T G.652 menetapkan persyaratan redaman pada panjang gelombang ini setelah penuaan hidrogen untuk serat G.652.D.
Apakah semua-kabel optik kering kebal terhadap hidrogen?
Tidak. Menghapus gel pengisi menghilangkan satu potensi kontribusi material dan dapat memberikan keuntungan pemasangan, namun hidrogen masih dapat berasal dari korosi logam, material lain, atau lingkungan eksternal.
Apakah pita perekat air-dapat menyerap hidrogen?
Belum tentu. Bahan standar yang dapat mengembang-didesain untuk menghalangi migrasi air. Bahan-penyerap hidrogen atau pemulung hidrogen- memerlukan formulasi yang dirancang khusus untuk pengendalian hidrogen.
Apakah pengujian OTDR saja dapat mengonfirmasi-pelemahan yang disebabkan oleh hidrogen?
Tidak. OTDR dapat membantu menemukan kehilangan yang terdistribusi atau terlokalisasi, namun konfirmasi akar penyebab biasanya memerlukan perbandingan dengan data dasar, pengukuran atenuasi yang bergantung pada panjang gelombang, spesifikasi produk, dan bukti lingkungan atau material.
Kesimpulan
Redaman yang disebabkan oleh hidrogen-paling baik ditangani sebagai masalah rekayasa material-dan-lingkungan, bukan sebagai mekanisme penuaan yang tidak bisa dihindari. Serat puncak-air-modern yang modern, pemilihan komponen yang cermat, pengendalian kelembapan dan korosi, penutupan yang memenuhi syarat, dan tindakan pemulungan hidrogen jika dibenarkan dapat menjaga kehilangan optik terkait hidrogen-dalam batas yang dapat diterima selama masa pakai kabel.
Untuk pengadaan dan desain jaringan, persyaratan yang paling berguna bukanlah "memilih kabel-tahan hidrogen", namun menentukan paparan sebenarnya, kategori serat, konstruksi kabel, uji kualifikasi, dan redaman-jangka panjang yang diperbolehkan. Pendekatan tersebut menghasilkan spesifikasi yang lebih andal untuk trunk FTTx, jaringan komunikasi daya, tulang punggung yang terkubur, dan-infrastruktur optik yang tahan lama lainnya.